[發明專利]一種用于校準機器人工作單元的方法

有效

• 申請號: 201210129543.4
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN103376080A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 曹佃松;賈利兵;閆立奇
• 申請（專利權）人: 上海西門子燃氣輪機部件有限公司
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李慧

技術領域

本發明涉及一種用于校準機器人工作單元的方法，尤其涉及一種校準用于噴涂的機器人工作單元的方法。

背景技術

機器人工作單元包括機器人和工作臺。為了建立工作軌跡，例如噴涂軌跡，需要先校準工作單元的坐標。目前，通常使用坐標測量機(Coordinate?Measuring?Machine)來進行校準。中國專利CN86101800公開了一種使用坐標測量儀進行測量的方法。當將坐標測量儀應用在機器人工作單元中時，其過程復雜且成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于校準機器人工作單元的簡單而經濟的方法。這種機器人工作單元包括機器人和工作臺。一探頭固定于所述機器人的工作端，一平板固定于所述工作臺的旋轉軸上，所述方法依次包括：

步驟1：將所述平板固定并保持水平；

步驟2：通過所述探頭在所述平板上刻劃來對工具中心位置進行校準；

步驟3：借助校準后的所述工具中心位置通過所述探頭在所述平板上刻劃來對工作臺位置進行校準。探頭和平板的配合可以省去復雜而昂貴的測量設備，從而降低了成本并提高了效率。

依據本發明方法的一個方面，其中步驟2包括：

步驟21：在水平面上對工具中心位置進行校準；

步驟22：在豎直面上對工具中心位置進行校準。

依據本發明方法的再一方面，其中步驟3依次包括：

步驟31：對工作臺的旋轉軸進行校準；

步驟32：對工作臺的基準平面進行校準。

依據本發明方法的另一方面，其中步驟21依次包括：

步驟211：操縱所述機器人通過所述探頭在第一參考位置對所述平板的平面刻劃第一標記；

步驟212：將所述探頭繞一豎直軸旋轉180度，并操縱所述機器人通過所述探頭在所述第一參考位置對所述平板的所述平面刻劃第二標記；

步驟213：如果所述第一標記和所述第二標記在水平面上重合，則將所述第一參考位置在水平面上的坐標設為所述工具中心位置在水平面上的坐標；如果所述第一標記和所述第二標記在水平面上不重合，則計算所述第一標記和所述第二標記的中點，并將所述中點在水平面上的坐標設為所述工具中心位置在水平面上的坐標。

依據本發明方法的又一方面，其中步驟21還包括：

步驟214：依次重復步驟211、步驟212和步驟213直至所述第一標記和所述第二標記在水平面上重合。依次重復步驟211、步驟212和步驟213有利于減小測量誤差。

依據本發明方法的又一方面，其中步驟22依次包括：

步驟221：操縱所述機器人通過所述探頭在第二參考位置對所述平板的側面刻劃第三標記；

步驟222：將探頭繞一水平軸旋轉90度，并操縱所述機器人通過所述探頭在所述第二參考位置對所述平板的所述側面刻劃第四標記；

步驟223：如果所述第三標記和所述第四標記在豎直面上重合，則將所述第二參考位置在豎直面上的坐標設為所述工具中心位置在豎直面上的坐標；如果所述第三標記和所述第四標記在豎直面上不重合，則將所述第四標記在豎直面上的坐標設為所述工具中心位置在豎直面上的坐標。

依據本發明方法的又一方面，其中步驟22還包括：

步驟224：如果所述第三標記和所述第四標記在豎直面上不重合，則依次重復步驟221、步驟222和步驟223直至所述第三標記和所述第四標記重合。依次重復步驟221、步驟222和步驟223有利于減小測量誤差。

依據本發明方法的又一方面，其中步驟31依次包括：

步驟311：操縱所述機器人通過所述探頭在第三參考位置和第四參考位置分別對所述平板的平面刻劃第五標記和第六標記；

步驟312：操縱所述工作臺使所述平板繞所述工作臺的旋轉軸旋轉180度，并通過所述探頭在所述第三參考位置和所述第四參考位置分別對所述平板的平面刻劃第七標記和第八標記；

步驟313：計算所述第五標記和所述第七標記的中點，以及所述第六標記和所述第八標記的中點，并根據這兩個中點確定所述工作臺的旋轉軸。

依據本發明方法的又一方面，其中步驟32依次包括：

步驟321：操縱所述機器人通過所述探頭在所述平板的第五參考位置對所述平板的側面刻劃第九標記；

步驟322：通過已知的所述平板的所述第五參考位置到工作臺的基準平面的距離以及第九標記，確定工作臺的基準平面在工作臺的所述旋轉軸上的位置。

依據本發明方法的又一方面，其中在步驟1中通過調整所述工作臺來使所述平板固定保持水平。